Инжекция пара в пористую среду, насыщенную газом

• Автор: Рахматуллин, Ильдар Раушанович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ГЛАВА I. ФИЛЬТРАЦИЯ ФЛЮИДОВ, СОПРОВОЖДАЕМАЯ ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
1.1. Анализ, посвященный инжекции тепла в пористые среды
1.2. Воздействие на насыщенную пористую среду паром
ГЛАВА 2. ИНЖЕКЦИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА В ПОРИСТУЮ СРЕДУ
2.1. Основные уравнения
2.2. Постановка плоско-одномерной задачи об инжекции насыщенного пара в пористую среду
2.3. Анализ решений для плоско - одномерной задачи
2.4. Гомобарическое приближение в ближней зоне
2.5. Радиально-симметричная задача об ижекции насыщенного пара в
пористую среду
2.6 Результаты численного решения для радиальной задачи
2.7. Применение гомобарического приближения в ближней зоне для радиальной задачи
2.8. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИНЖЕКЦИЯ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА В ПОРИСТУЮ СРЕДУ
3.1. Уравнения, описывающие зону инжекции перегретого пара в пористой среде
3.2. Постановка автомодельных задач об инжекции перегретого пара в пористую среду
3.4. Гомобарическое приближение
3.5. Вывод по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность. Водяной пар является высококалорийным, химически инертным, широко доступным теплоносителем. Всё это делает привлекательным его использование для множества технологических процессов, связанных с воздействием на пористые среды высокотемпературными полями с целью их очистки от склеротических бляшек, регенерации порошковых и гранулированных катализаторов, сушки, стерилизации, а также для обработки пищевых продуктов, приготовления блюд. Кроме того, воздействие паром, часто рассматривается как один из возможных методов разжижения углеводородных систем, находящихся изначально в твердом состоянии, для последующего извлечения из недр. Большинство этих технологических процессов сопровождаются различными теплофизическими явлениями, в частности, из-за частичного разрушения пористой среды. Но для детального и более глубокого понимания этих явлений необходимо последовательное осложнение соответствующих теоретических разработок, начиная с простых моделей и постановок задач.
Для разработки технологий эффективного закачивания пара в пористую среду, а также влияние основных параметров, определяющих состояние пористой среды, прогнозирования возможных последствий и нарушений технологических параметров, необходимо построение адекватных теоретических моделей, расширяющих теоретические представления об особенностях теплофизических и гидродинамических процессов в таких системах, что определило цель настоящей работы:
изучение процессов термического воздействия посредством инжекции пара на насыщенные газом пористые среды, анализ влияния различных параметров, определяющих состояние пористой среды, а также интенсивности воздействия на динамику гидродинамических и температурных полей.

Научная новизна заключается в следующем:
• впервые в автомодельной постановке решена задача о закачке влажного и перегретого пара в пористую среду, насыщенную газом;
• показано, что в пористой среде при инжекции перегретого пара в общем случае возникают следующие характерные зоны, а именно: зона фильтрации газа, насыщающего пористую среду; зона фильтрации жидкостной «пробки», образовавшейся за счет полной конденсации закачиваемого пара; а также зоны фильтрации влажного и перегретого пара;
• установлено, что в большинстве случаев, представляющих практический интерес, перепад давления в пористой среде в основном реализуется в зоне фильтрации воды;
•получены критические условия, когда можно принять гипотезу гомобаричности в зоне фильтрации пара.
Достоверность результатов диссертации основана на использовании фундаментальных уравнений теории фильтрации многофазных систем, корректной теоретической постановки задач и получения систем решений, непротиворечивости этих решений общим гидродинамическим и термодинамическим представлениям.
Практическая ценность. Полученные в диссертации результаты могут быть использованы при разработке теоретических основ различных технологий, связанных с воздействием на пористые среды с помощью закачки пара.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 103 страницы, в том числе 21 рисунка. Список литературы состоит из 100 наименований.
Во введении обоснована актуальность темы исследований.
Сформулирована цель и кратко изложена структура диссертации.

Рис. 2.4.1. Распределения давления и температуры в пористой среде при слабых перепадах температуры: 1 - ср= 0, 2 - 0.75.